华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
针对傅里叶红外成像光谱数据中的一种干扰现象和消除方法进行了分析和研究。在傅里叶红外成像光谱仪中, 在某些情况下会在光谱数据中出现一种尖锐凸起的干扰峰。该种干扰峰的峰位位置不固定, 且幅度会发生较大的变化。 从红外探测器、大气吸收特性、目标辐射特性、系统噪声等几个方面对该种现象的出现进行了分析。提出了该种现象出现的原因是由于红外探测器的灰度浮动造成的。针对该干扰现象的形成机理, 提出通过噪声拟合法来消除这一干扰。经过实验验证, 提出的方法可以有效地消除傅里叶红外成像光谱仪中的这种干扰峰, 能有效提高傅里叶红外成像光谱仪的检测效果和抗干扰能力。
红外成像光谱 傅里叶光谱 光谱扰动 干扰消除 红外探测 infrared imaging spectrum FTIR spectrometer spectrum disturbance disturbance elimination IR detection
1 长春理工大学,吉林 长春 130022
2 中国计量科学研究院, 北京 100029
建立了基于FTIR光谱测量系统光谱响应度的非线性标定模型,并基于三段式高温黑体辐射源对FTIR光谱测量系统进行了光谱响应度标定实验研究。三段式高温黑体温度覆盖600~950℃温区、光谱范围覆盖3~14 μm。与传统的分段线性标定模型进行了比对,结果表明:基于非线性标定获得的光谱辐射亮度与理论光谱辐射亮度平均偏差优于0.04%,而分段线性标定的平均偏差在0.93%水平,两者具有较好的一致性,非线性标定方法的精度比分段线性标定方法的精度提高了一个数量级。
FTIR光谱仪 标定方法 黑体辐射 光谱响应度 非线性 FTIR spectrometer calibration method blackbody radiation spectral responsivity nonlinear
1 西安近代化学研究所，陕西 西安 710065
2 南京理工大学化工学院，江苏 南京 210094
采用加拿大BOMEN公司生产的MR-254型傅里叶变换红外(Fourier Transform InfraRed, FTIR)光谱仪，探讨了 标定方法对被动式红外光谱仪辐射测量精度的影响。以温度范围为50 ～ 1000℃的高温黑体 和温度范围为300 ～ 1700℃的超高温黑体作为标准辐射体，分别采用线性和非线性多点校准法 对光谱仪进行了标定。结果表明，采用多点非线性校准法的校准结果更加精确，其校准后的辐射谱 与理论辐射谱之间的平均相对偏差为0.6%。
傅里叶变换红外光谱仪 标定 黑体 线性 非线性 FTIR spectrometer calibration blackbody linear non-linear
沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁 沈阳 110136
基于傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared, FTIR)光谱仪等先进测试 手段，建立了一种估计目标光谱发射率的方法框架。首先，通过双温度测量标定获得FTIR光谱仪关于波 长的背景辐射亮度函数和响应度函数，提高了测量的准确性；其次，基于大气窗口的辐射亮度数据进行高阶多 项式拟合，进一步抑制了杂散辐射的影响；然后通过对大气吸收波长的辐射特性进行估计，获得了所测波段的 红外亮度曲线；最后估计了目标的光谱发射率，其相对误差均在1%以内。测试结果表明，本文方法行之有效。
光谱发射率 FTIR光谱仪 标定 spectral emissivity FTIR spectrometer calibration
电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用光程差变化信息对红外干涉图进行非线性校正可以有效降低干涉仪动镜非匀速运动对傅里叶变换红外光谱仪性能的影响。在合成正交相位解调的光程差信息反演方法基础上, 建立了基于该方法的红外干涉图非线性校正 FTIR光谱仪仿真模型。对该模型的性能参数进行了仿真分析, 仿真结果表明了合成正交相位解调方法的有效性。
合成正交相位解调 光程差非线性 FTIR光谱仪 synthetic quadrature phase detector/demodulator non-linearity of the optical difference FTIR spectrometer model
1 中国科学院地理科学与资源研究所 陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101
2 中国科学院研究生院北京，100101
针对便携式傅里叶变换红外光谱仪测量比辐射率的不确定性，提出了三种改进的波谱比辐射率测量方法.方法1和方法2借助于附加设备改变环境辐照度实现病态方程可解.方法3基于灰体假设，使用迭代求解获得最接近样品的真实温度的温度解，进而计算得到样品的比辐射率.使用温度测量和傅里叶光谱仪观测计算获得波谱比辐射率作为参考的比辐射率结果，对三种改进的方法进行对比和验证.结果表明，对于高比辐射率的石英板和纸板，三种改进方法的测量结果和参考值吻合较好.而对于低比辐射率的锈铁板和铝板，方法3最为接近参考比辐射率结果，而方法1,方法2由于需要过多的观测环节，存在一定的偏差.此三种方法将为改进便携式傅里叶变换红外光谱仪测量提供依据.
傅里叶红外光谱仪 波谱比辐射率 温度和比辐射率分离 灰体法 FTIR spectrometer spectral emissivity temperature and emissivity separation (TES) gray body assumption
动镜是FTIR光谱仪中唯一不断运动的部件, 动镜的匀速运动性能以及动镜与定镜的准直性好坏影响干涉效果和光谱图质量, 直接制约着仪器的精度和分辨率, 对仪器整体指标起着重要作用。 文章围绕FTIR光谱仪中干涉仪动镜运动的匀速性以及其与定镜的准直性展开研究, 使用相位检测技术对定镜的姿态作出动态调整以补偿动镜与定镜间的倾斜夹角, 并且设计了具有磁悬浮特点的动镜支撑系统。 文章采用改进的模糊PID控制算法实现动镜运动速度的精确调节, 对该控制方案从硬件设计和算法上实现。 结果表明所研发的动镜运动控制系统具有足够的精度和实时性, 能够保证FTIR光谱仪中干涉仪所需的准直性及动镜匀速性的要求。
FTIR光谱仪 动镜 磁悬浮 相位检测 模糊PID FTIR spectrometer Moving mirror Maglev Phase detection Fuzzy PID 光谱学与光谱分析
2012, 32(8): 2295
1 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室光电材料与微纳制造研究部, 湖北 武汉 430074
提出了一种基于傅里叶变换红外(FTIR)反射谱的动态随机存储器(DRAM)深沟槽结构测量方法与系统。 给出了测量原理与方法, 设计了测量系统光路。 通过可变光阑调节探测光斑大小并选择合适的入射角, 消除了背面杂散光反射干扰的影响, 大大提高了信噪比。 对DRAM深沟槽样品进行反射光谱图测试与实验研究, 表明所述方法与系统能够提取出纳米级精度的深沟槽参数。 该技术提供了一种无接触、 非破坏、 快速、 低成本和高精度的深沟槽结构测量新途径, 在集成电路制造过程中的在线监测与工艺控制方面具有广阔的应用前景。
傅里叶变换红外光谱仪 红外反射谱 动态随机存储器 深沟槽结构 FTIR spectrometer Infrared reflectance spectrum DRAM Deep trench structure
